[發明專利]軸向內拉式快速連接海底管道裝置

有效

• 申請號: 201711005544.7
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107559518B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 劉新福;劉春花;周超;董磊;陳曉寧
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: F16L37/08
• 分類號: F16L37/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種軸向內拉式快速連接海底管道裝置，應用于不同管段海底管道的連接。該連接海底管道裝置采用密封環組成的多重金屬密封技術并結合左右對稱式構造及齒槽式對接器、花鍵齒式導向器和鍵槽式滑移體，實施水下液壓驅動軸向內拉快速連接作業；端部密封器采用回轉體并結合錐形密封環完成對接器與海底管道的連接，對接器采用齒槽式筒體并結合透鏡密封環和六角形密封環完成對接器與導向器的連接，導向器采用卡齒式長管體并結合拱形卡齒與對接體拱形齒槽的配合完成對接器與導向器的快速對接，滑移體采用鍵槽式剖分盤體并結合導向體花鍵齒式導軌完成液壓軸拉系統的徑向支撐，兩套獨立的液壓軸拉系統提供對接器與導向器快速對接的驅動力。

技術領域

本發明涉及一種海洋工程領域連接海底管道裝置，特別是涉及一種水下生產系統不同管段海底管道連接時用的軸向內拉式快速連接裝置。

背景技術

海洋工程領域，海底油氣介質輸送管道是非常重要的運輸設備，需要不斷對海底管道進行調整改造，以滿足海底油氣井采出液的外輸要求，同時現有的海底管道輸送能力不足或周邊新油田接入時，也需要繼續擴大海底管道的鋪設規模，連接海底管道技術及其連接器廣泛應用于深水油田、邊際油田以及水下海底管道修復等工程實踐中。

深水海底管道連接器通常有螺栓法蘭連接器、快速接頭Morgrip和卡爪式管道連接器。其中，螺栓法蘭連接器由一個旋轉環法蘭和焊頸法蘭組成，此法蘭連接器需要專門的安裝工具，且安裝工具與海管法蘭接頭需要具有較高精度的對中性，并且連接海底管道作業的施工過程中需要配套專門的作業機具，安裝施工時間較長?？焖俳宇^Morgrip是在海底管道的兩側各安裝一個軸承式法蘭，軸承式法蘭內設置一系列帶彈簧的球軸承，并在其中間裝有一個連接環，快速接頭Morgrip水下拆裝方便，然而此快速接頭比傳統螺栓法蘭接頭昂貴，且難以實現海底管道的水下自動連接，同時其安裝精度也較低?？ㄗκ焦艿肋B接器由于其結構上不采用螺栓法蘭連接而被稱之為“非標準法蘭”，其自身具有一定的對準功能，卡爪式管道連接器以Cameron、FMC Corporation、Oil States等國外公司的產品比較具有代表性，其優點是連接海底管道作業施工簡單且連接可靠，極大縮短了連接工時，然而其缺點是生產技術一直掌握在國外專業公司手中，且目前卡爪式連接技術發展仍不完善。此外，國內的深水連接海底管道技術尚處于研發階段，還不具備獨自完成深海作業的能力。

發明內容

為了有效解決水下鋪設或修復海底管道的快速連接問題并克服現有水下管道連接器存在的缺陷和不足，本發明的目的是提供一種適合不同管段海底管道快速連接時用的軸向內拉式連接裝置。該連接海底管道裝置采用透鏡密封環以及錐形密封環和六角形密封環組成的多重金屬密封技術，并結合左右對稱式構造以及齒槽式對接器、花鍵齒式導向器和鍵槽式滑移體，實施水下液壓驅動軸向內拉快速連接作業，實現不同管段海底管道之間的快速連接。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是開發一種軸向內拉式快速連接海底管道裝置，主要由端部密封器、對接器、導向器、滑移體和液壓軸拉系統幾部分組成。該連接海底管道裝置整體設計為左右對稱式構造，其端部密封器、對接器、導向器和滑移體的主體部件材質均選用超級雙向不銹鋼，端部密封器、對接器、滑移體和液壓軸拉系統采用分體式結構，而導向器則采用單體式結構，兩套同樣規格的對接器和端部密封器沿軸向由內而外依次同軸心放置并對稱布置于導向器的兩側端，滑移體與導向器同軸心布置且兩滑移體分別置于導向器的花鍵齒式導軌，兩套獨立的液壓軸拉系統沿周向均布于導向器的外環面。

對接器的透鏡密封環和六角形密封環以及端部密封器的錐形密封環同軸心布置并通過擠壓變形而組成多重金屬密封技術，其中透鏡密封環兩側的密封面為沿軸向對稱布置的半球面，且透鏡密封環兩側半球面與對接器和導向器環形溝槽底面的密封接觸部位為同軸心布置的環形密封帶，錐形密封環的橫截面呈直角梯形，而六角形密封環的橫截面則呈六邊形，錐形密封環和六角形密封環的內部設有均勻分布的金屬絲。

端部密封器采用回轉體，并依據錐形密封環組成的金屬密封技術實現對接器與海底管道預制環面之間的固定連接與密封，它包括軸推盤、擠壓套和錐形密封環。